KR20140123548A - Method for processing plant remains - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물 잔여물, 특히 씨앗류 및 견과류의 껍질, 심지어 특히 코코아 콩의 껍질, 곡물 종자의 껍질 및 쌀 잔여물을 가공하기 위한 방법 및 설비에 관한 것이다. 상기 방법은 하기 단계들, 즉 (i) 적어도 20 중량%의 껍질 함량을 포함하는 식물 잔여물을 제공하는 단계, (ii) 식물 잔여물의 성분들을 적어도 부분적으로 가수 분해하는 단계, 특히 탄수화물, 지방 및/또는 단백질을 적어도 부분적으로 가수 분해 및/또는 발효하는 단계를 포함한다. 후속해서 용해된 성분들을 포함하는 액상 및 고상의 분리가 이루어질 수 있다. 고형분은 식이섬유로서 이용될 수 있고, 액상은 바이오가스 설비를 위한 공급물로서 이용될 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for processing plant residues, in particular seeds and nuts husks, and in particular cocoa bean husks, grain seed husks and rice residues. The method comprises the steps of: (i) providing a plant residue comprising a shell content of at least 20% by weight; (ii) at least partially hydrolyzing the components of the plant residue, in particular carbohydrates, And / or at least partially hydrolyzing and / or fermenting the protein. Separation of the liquid phase and the solid phase including the subsequently dissolved components can be achieved. The solids can be used as dietary fiber and the liquid phase can be used as a feed for biogas plants.
Description
본 발명은 식물 잔여물, 특히 씨앗류 및 견과류의 껍질, 심지어 특히 코코아 콩의 껍질, 곡물 종자의 껍질 및 쌀 잔여물을 가공하기 위한 방법 및 설비에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for processing plant residues, in particular seeds and nuts husks, and in particular cocoa bean husks, grain seed husks and rice residues.
선행기술에 식품 및 기호품에 겨, 카복시메틸셀룰로오스, 팩틴이 적층된 셀루로오스, 리그닌, 헤미셀룰로오스, 펜토산, 고무 및 펙틴과 같이 잘 소화되지 않는 섬유질을 첨가하는 여러 제안들이 공개되어 있다. Several proposals have been made to add undigested fibers such as cellulosic, lignin, hemicellulose, pentanoic acid, rubber and pectin, in which the prior art has been coated with carnauba, carboxymethylcellulose, and pectin in foods and pesto.
코코아 껍질과 예컨대 곡물 껍질, 쌀알, 배아 및/또는 견과류의 잔여물과 같은 다른 식물 성분들로 이루어진 식이섬유도 예를 들어 셀룰로오스 함량에 따라 가능한 식품 성분으로 인식되었다. Dietary fiber composed of cocoa shells and other plant components such as, for example, grain husks, rice flour, embryos and / or nuts residues has also been recognized as a possible food ingredient, for example, depending on the cellulose content.
종피라고도 하는 코코아 콩의 외부 껍질은 코코아 껍질이라고 한다. 수확 후에 코코아 열매는 평균 6일 동안 발효되고, 이 경우 과육은 콩과 분리되고, 콩은 소정의 향과 갈색을 띄게 된다. 후속해서 콩은 건조, 세척 및 로스팅(roasting)된다. 콩의 껍질들은 벗겨져서 콩과 분리된다. The outer shell of the cocoa bean, also called the seed coat, is called the cocoa shell. After harvesting, the cocoa beans are fermented for an average of 6 days, in which case the flesh is separated from the beans and the beans become brown with the desired aroma. Subsequently, the beans are dried, washed and roasted. The husks of the beans are stripped and separated from the beans.
코코아 껍질은 일반적으로 폐기물로 간주된다. 코코아 껍질은 그러나 예를 들어 폴리페놀(1 내지 2%), 테오브로민과 같은 알칼로이드(1 내지 2%), 비타민 D와 같은 비타민, 미네랄, 아미노산 및 용해성 및 불용해성 식이섬유와 같은 유용한 성분들을 포함하고 있다. 코코아 껍질은 여전히 6%에 이르는 지방을 포함하고 있다. Cocoa shells are generally regarded as wastes. The cocoa shells however contain useful ingredients such as, for example, polyphenols (1-2%), alkaloids such as theobromine (1-2%), vitamins such as vitamin D, minerals, amino acids and soluble and insoluble dietary fibers have. The cocoa shell still contains 6% fat.
식품에서 코코아 껍질의 이용은 곳곳에서 법적으로 제한된다. EU지침 2000/36/EG(2000)의 시행 이후로, 예컨대 독일에서는 최대 허용량은 규정되어 있지 않지만, 제조자와 소비자는 껍질 함량의 모니터링에 여전히 관심을 기울이고 있는데, 그 이유는 이러한 껍질은 건강을 위협하는 물질들, 예컨대 농약, 미생물, 마이코톡신, 유리 지방산(FFA) 및 중금속과 같은 것을 포함할 수 있고, 껍질이 롤러 제분기를 손상시킬 수 있기 때문이다. The use of cocoa shells in food is legally restricted in many places. Since the implementation of the EU Directive 2000/36 / EG (2000), for example in Germany, the maximum allowable amount has not been specified, but manufacturers and consumers are still interested in monitoring the shell content, Such as pesticides, microbes, mycotoxins, free fatty acids (FFA), and heavy metals, and the skin can damage the roller mill.
특히 코코아 껍질 섬유는 뿐만 아니라 적어도 팽창 또는 겔화 특성을 갖는다. 상기 껍질은 지방 및 수분을 흡수할 수 있고, 따라서 상기 껍질이 첨가된 혼합물의 점도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 코코아 껍질 섬유는 지금까지는 소수의 특정 식품에서 이용하기에만 적합하다. 예를 들어 치즈와 같은 발효 식품에서 코코아 껍질 섬유의 이용은 예를 들어 EP 2 174 555 호에 제시되어 있다. In particular, cocoa shell fibers have at least an expansion or gelling property. The shell may absorb fat and moisture, and thus the shell may affect the viscosity of the added mixture. Thus, cocoa shell fibers have so far been only suitable for use in a small number of specific foods. The use of cocoa bark fibers in fermented foods such as cheese, for example, is disclosed, for example, in EP 2 174 555.
또한 코코아 껍질을 방향성 음료, 코코아 제품, 멀치(mulch), 비료 및 동물 사료에 이용하는 것이 공개되어 있다. It has also been disclosed that cocoa shells are used in beverages, cocoa products, mulch, fertilizers and animal feed.
코코아 껍질에서 식이섬유의 생산은 예를 들어 EP 0 068 229호에 공개되어 있고, 이 경우 코코아 콩의 껍질은 습식 세척, 건조 및 분쇄될 수 있다. 미세하게 분쇄된 최종 생성물은 소화 촉진 특성을 개선하기 위한 식품 및 기호품에 첨가된다. The production of dietary fiber in cocoa shells is disclosed, for example, in EP 0 068 229, in which case the shell of the cocoa beans can be wet-washed, dried and pulverized. The finely pulverized final product is added to foods and soups to improve digestion promoting properties.
코코아 콩 껍질의 기계적 분쇄는 EP 1 733 624 호에 공개되어 있다. 상기 간행물은 코코아 껍질의 분쇄 방법을 제시하고, 이 경우 코코아 껍질은 "제트 밀(jet mill)이라고도 하는 와류 가공 기계에서 공기 공급 시 비말 동반되어 분쇄된다. 에어 스웹트 밀(air-swept mill)에서 분쇄와는 다른 방법도 가능하지만, 더 심한 마모를 야기한다. Mechanical grinding of cocoa bean husks is disclosed in EP 1 733 624. This publication proposes a method of pulverizing cocoa shells, in which case the cocoa shells are pulverized by entrainment during air feed in a vortex processing machine, also referred to as "jet mill ". In an air-swept mill, Other methods are possible, but they cause more severe wear.
코코아 껍질 추출물의 이용도 공개되어 있다. 예를 들어 US 4,156,030 호에 따라 산성 에탄올 용액으로 추출함으로써 식용 색소가 얻어질 수 있다. The use of cocoa bark extract is also disclosed. For example, an edible pigment can be obtained by extraction with an acidic ethanol solution according to US 4,156,030.
색소는 US 4,532,147 호에 따라 수성 알콜을 이용해서 추출될 수도 있다. The colorant may be extracted using an aqueous alcohol according to US 4,532,147.
초콜릿 향미 물질은 예를 들어 EP 2 174 557 호에 제시된 바와 같이, 코코아 껍질을 알칼리화제로 처리함으로써 제공될 수 있다. Chocolate flavors may be provided, for example, by treating the cocoa shell with an alkalizing agent, as described in EP 2 174 557.
식품 첨가물의 제공을 위한 초콜릿 껍질의 공개된 처리 방법은 특히 코코아 껍질 섬유의 주변을 변형시키지만, 조성은 실질적으로 변동되지 않는다. 바람직하지 않은 성분들의 의도한 분리는 이루어지지 않는다. 특히 팽창 또는 겔화 특성을 담당하는 점액은 단백질과 당을 포함하고, 상기 단백질과 당은 종래의 기술에 의해, 예컨대 알칼리화 또는 습식 처리에 의해 분리되지 않는다.The disclosed methods of treating chocolate shells for the provision of food additives, in particular, modify the periphery of the cocoa shell fibers, but the composition is substantially unchanged. Intentional separation of undesirable components is not achieved. In particular, the mucilages responsible for the expansion or gelation characteristics include proteins and sugars, which are not separated by conventional techniques, for example by alkalization or wet treatment.
또한 EP 0 328 019 호에 매우 유용한 출발 물질로부터 식이섬유가 풍부한 초콜릿 제품의 제조를 위한 식이성 코코아 식이섬유를 제공하는 방법이 공개되어 있다. Also disclosed in EP 0 328 019 is a method for providing dietary cocoa dietary fiber for the production of dietary fiber-rich chocolate products from very useful starting materials.
또한 지방 함량이 낮은 코코아 분말 또는 압착 케이크(코코아 버터가 추출되는 코코아 액)는 효소로 처리되고, 전분의 분해 시 생기는 전분 분해 생성물은 분리되고, 고체 잔여물은 세척 및 건조된다. In addition, low fat cocoa powder or crushed cakes (cocoa liquor from which cocoa butter is extracted) are treated with enzymes, starch degradation products formed during starch decomposition are separated, and solid residues are washed and dried.
초콜릿의 종래의 제조 공정에서 약 15-20%(중량)의 초콜릿 껍질 폐기물이 생긴다. In the conventional manufacturing process of chocolate, about 15-20% (by weight) of chocolate husk waste is produced.
예컨대 쌀, 곡물, 콩 및 배아와 같은 다른 씨앗류 및 견과류의 껍질 등의 다른 식물 식품의 잔여물에서도 사정은 비슷하다. 상기 잔여물은 마찬가지로 종래의 생산 공정에서 상당한 양이 생긴다. 잔여물은 일반적으로 지방을 포함하고, 상기 지방은 산화하므로 음식물에 적합하지 않다. Things are similar in the rest of other plant foods, such as rice, grain, other seeds such as beans and embryos, and the bark of nuts. The residue likewise produces a significant amount in conventional production processes. The residue generally contains fat, which is not suitable for food because it oxidizes the fat.
본 발명의 과제는, 공개된 단점들을 극복하고, 유용한 최종 생성물을 제공하는 식물 잔여물을 가공하기 위한 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for processing plant residues that overcomes the disclosed disadvantages and provides useful end products.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 방법에 의해 해결된다. The above problem is solved by the method according to claim 1.
상기 방법은 식물 잔여물, 특히 씨앗류 및 견과류의 껍질, 심지어 특히 코코아 콩의 껍질, 곡물 종자의 껍질, 쌀 잔여물 및 오일 함유 배아 및 견과류의 잔여물의 가공에 이용된다. 식물 잔여물은 본 발명에 따른 방법에 의해 가치가 향상된다. 특히 상기 방법에 의해 식이섬유 및/또는 출발 물질은 바이오가스 설비를 위해 제공된다. The process is used for the processing of plant residues, especially the shells of seeds and nuts, especially the shells of cocoa beans, grain seed husks, rice residues and oil-containing embryos and nuts. Plant residues are enhanced in value by the process according to the invention. In particular, the dietary fiber and / or starter material is provided for the biogas plant by this method.
식이섬유란 이 경우 식품에 적합한, 잘 소화되지 않는 섬유질이다. Dietary fiber is a non-digestible fiber suitable for food.
본 발명에 따른 방법은 하기 처리 단계들, 즉 (i) 적어도 5 중량%, 특히 20 중량%, 심지어 특히 적어도 50 중량%, 심지어 특히 적어도 90 중량%의 껍질 함량을 포함하는 식물 잔여물을 제공하는 단계, (ii) 식물 잔여물의 성분들을 적어도 부분적으로 가수 분해하는 단계, 특히 적어도 부분적으로 발효하는 단계, 특히 탄수화물, 지방 및/또는 단백질을 적어도 부분적으로 가수 분해하는 단계 및, (iii) 용해된 성분들을 포함하는 액상 및 고상을 특히 분리하는 단계를 포함한다. The process according to the invention comprises the following treatment steps: (i) providing a plant residue comprising a shell content of at least 5% by weight, in particular 20% by weight, even more particularly at least 50% by weight and even more particularly at least 90% (Ii) at least partially hydrolyzing the components of the plant residue, in particular at least partially fermenting, particularly at least partially hydrolyzing the carbohydrate, fat and / or protein, and (iii) In particular, the liquid phase and the solid phase.
바람직하게 가수 분해는 발효를 동반하고, 발효 시 특히 혐기 공정에서 CO2, CH4, NH3 및/또는 다른 가스(예를 들어 N2, O2, H2S, H2)가 발생한다. 본 출원에서 따라서 가수 분해란 항상 가수 분해 또는 가수 분해와 동시에 발효를 의미한다. Preferably the hydrolysis is accompanied by fermentation and CO 2 , CH 4 , NH 3 and / or other gases (eg N 2 , O 2 , H 2 S, H 2 ) are generated during fermentation, especially in the anaerobic process. According to the present application, hydrolysis always means fermentation simultaneously with hydrolysis or hydrolysis.
대안으로서 상기 과제는 (i) 적어도 5 중량%, 특히 20 중량%, 심지어 특히 적어도 50 중량%, 심지어 특히 적어도 90 중량%의 껍질 함량을 포함하는 식물 잔여물이 제공되고, (ii) 식물 잔여물의 성분들의 적어도 부분적인 발효, 특히 탄수화물, 지방 및/또는 단백질의 적어도 부분적인 가수 분해가 실시되는 방법에 의해 해결된다. 후속해서 용해된 성분을 포함하는 액상 및 고상의 분리가 이루어질 수 있다. Alternatively, said task is to (i) provide a plant residue comprising a shell content of at least 5% by weight, in particular 20% by weight, even more particularly at least 50% by weight and even more particularly at least 90% by weight, (ii) Wherein at least partial fermentation of the components, in particular at least partial hydrolysis of carbohydrates, fats and / or proteins, is effected. Separation of the liquid phase and the solid phase including the subsequently dissolved components can be achieved.
본 발명에 따른 방법은 잔여물의 단순 세척을 능가하고, 특히 박테리아의 성장하에 발효가 이루어진다. The process according to the invention outweighs the simple washing of the residue, in particular fermentation under the growth of bacteria.
바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 방법은 실제로 발효가 실행되었는지 여부가 체크되는 처리 단계를 포함한다. 예를 들어 가스, 특히 CO2, CH4 및/또는 NH3가 발생했는지 여부가 검출된다. 이를 위해 예를 들어 공정 동안 가스 압력이 상승하는지 여부, 예를 들어 CO2, CH4, NH3와 같은 특정 가스/가스량이 발생하는지 여부 및/또는 액상 내 O2-분압이 얼마나 변하는지 측정될 수 있다. 추가로 또는 대안으로서 액상의 광학 밀도(OD600)가 측정될 수 있다. 상기 광학 밀도는 미생물의 존재에 대한 척도이다. In a preferred embodiment, the method according to the invention comprises a treatment step in which it is checked whether or not fermentation has actually been carried out. For example, whether gas, in particular CO 2 , CH 4 and / or NH 3, has been detected. This can be done, for example, by measuring whether the gas pressure during the process is rising, for example, whether a certain gas / gas quantity such as CO 2 , CH 4 , NH 3 and / or O 2 - . Additionally or alternatively, the optical density (OD 600 ) of the liquid phase can be measured. The optical density is a measure of the presence of microorganisms.
대안으로서 또는 동시에 검출될 가스를 위한 감지 대응이 실시될 수 있다. Alternatively, or simultaneously, a sensing response for the gas to be detected may be implemented.
가수 분해란 이 방법에서 특히, 식물 잔여물의 단백질, 지방 및/또는 탄수화물의 적어도 3 중량%, 바람직하게 5 중량%, 더 바람직하게 적어도 10 중량%, 더 바람직하게는 적어도 30 중량%가 분해되는 공정이다. Hydrolysis means that in this process at least 3%, preferably 5%, more preferably at least 10%, more preferably at least 30% by weight of the protein residues of the protein, fat and / or carbohydrates are degraded to be.
또한 본 발명에 따른 방법에 의해 점액이 분해되고, 상기 점액은 강한 물결합 작용을 한다. 즉, 코코아 껍질은 점액을 포함하고, 상기 점액은 자기 중량의 400% 이상의 물을 수용할 수 있고, 이는 최종 생성물의 특성, 예를 들어 리올로지(rheology)에 간섭을 일으킬 수 있다. Also, the mucus is decomposed by the method according to the present invention, and the mucilage has a strong water-binding action. That is, the cocoa shells contain mucus, which can accommodate more than 400% of its weight of water, which can interfere with the properties of the final product, e. G. Rheology.
방법을 위한 출발 물질은 식물 잔여물이고, 상기 식물 잔여물은 일반적으로 종래의 제조 공정 시, 예를 들어 코코아 콩으로부터 분리된, 코코아 껍질이라고도 하는 종피, 쌀 낟알, 옥수수 낟알, 커피 콩, 밀- 또는 다른 곡물 낟알의 잔여물의 로스팅 전 또는 후에 폐기물로서 생긴다. The starting materials for the process are plant residues and the plant residues are generally used in conventional manufacturing processes, such as seeds, rice grains, corn kernels, coffee beans, wheat flour, which are also separated from cocoa beans, Or as waste before or after the roasting of the residue of other grain kernels.
종래의 제조 공정에서는 잔여물로부터 유용한 성분들이 완전히 분리될 수 없기 때문에, 폐기물 함량도 항상 유용한 성분, 즉 씨, 과육, 배아 또는 콩의 소정의 퍼센티지를 포함한다. 상기 성분은 예를 들어 제조 배치(batch)의 시작과 끝에 더많을 수도 있다. 본 발명에 따라 식물 잔여물은 적어도 20 중량%, 특히 적어도 50 중량%, 그리고 특히 적어도 90 중량%의 껍질 함량을 포함한다. Since conventional components can not be separated completely from the residue in the conventional manufacturing process, the waste content also contains a certain percentage of the components that are always available, namely seed, pulp, embryo or soybeans. The components may be more at the beginning and end of a manufacturing batch, for example. The plant residue according to the invention comprises a shell content of at least 20% by weight, in particular at least 50% by weight, and in particular at least 90% by weight.
가수 분해 시 물분자의 축적에 의해 화학 성분들의 분해가 이루어진다. 발효 시 유기 물질들, 예를 들어 당, 단백질, 지방 및 점액의 분해 또는 단쇄 당, 유리 아미노산, CO2 및 물과 같은 소량의 성분들로 분해가 이루어진다. During hydrolysis, the decomposition of chemical components takes place by the accumulation of water molecules. During fermentation, degradation takes place in small amounts, such as decomposition or short chains of organic substances, such as sugars, proteins, fats and mucus, free amino acids, CO 2 and water.
수성 용액에서 한편으로는 식물 잔여물의 가용성 성분들이 용해되지만, 가수 분해에 의해 비로소 가용성 성분이 되는 성분들도 용해된다. On the one hand, the soluble components of plant residues are dissolved in the aqueous solution, but the components that become soluble components by hydrolysis also dissolve.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서 단계(ii) 동안 고상의 지방 밤량은 단계(i)에서 제공된 식물 잔여물의 지방 함량과 비교해서 적어도 70% 감소한다. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the solid fat mass during step (ii) is reduced by at least 70% compared to the fat content of the plant residue provided in step (i).
대안으로서 또는 추가로 고상의 수불용성 성분들 대 수용성 성분들의 비는 단계(i)에서 제공된 식물 잔여물의 비와 비교해서 적어도 20% 증가한다. Alternatively or additionally, the ratio of solid water-insoluble components to water-soluble components is increased by at least 20% compared to the ratio of plant residues provided in step (i).
용해되는 성분들은 바람직하게 후속해서 액상 및 고상의 분리 시 잔여물로부터 분리된다. The components to be dissolved are preferably subsequently separated from the residue upon separation of the liquid and solid phases.
분리는 바람직하게 필터링에 의해, 원심 분리에 의해, 디캔팅에 의해 및/또는 건조에 의해 이루어진다. Separation is preferably effected by filtration, by centrifugation, by decanting and / or by drying.
바람직하게 현탁액이 스크류 컨베이어, 압출기 또는 압착기에 의해 다공 박판을 통해 제공되고, 이 경우 액체의 대부분이 배출된다. 후속해서 물질은 압력 하에 압착되고, 이 경우 대략 12 중량%의 잔류 함수량이 달성된다. Preferably, the suspension is provided through a porous thin plate by means of a screw conveyor, extruder or compactor, in which case most of the liquid is discharged. Subsequently, the material is squeezed under pressure, in which case a residual moisture content of approximately 12% by weight is achieved.
후속해서 물질은 가열하에 및/또는 건조 공기의 공급하에 건조될 수 있으므로, 3-4 중량%의 잔류 함수량이 남는다. 결과되는 물질은 계속해서 가공될 수 있고, 예를 들어 쉽게 분쇄될 수 있다. Subsequently, the material can be dried under heating and / or under the supply of dry air, leaving a residual moisture content of 3-4% by weight. The resultant material can be continuously processed, for example, easily pulverized.
고상은 가수 분해를 위한 출발 물질이었던 식물 잔여물보다 훨씬 작은 함량의 수용성 염, 더 적은 단백질, 더 적은 지방 및 더 적은 셀룰로오스를 포함한다. 또한 점액 함량이 감소한다. 고상은 실질적으로 수용성, 즉 일반적으로 소화가 잘 되지 않는 섬유로 이루어진다. 비교적 무미의, 코코아 껍질의 경우에는 갈색인 고상은 식이섬유로서 이용될 수 있다. 고상은 실제로 더 이상 겔화되지 않고, 개선된 분쇄 특성을 나타낸다. 자연 발생적인 부패 및 산화를 담당하는 기본 물질은 본 발명에 따른 방법에서 미리 분해되기 때문에, 생산성이 높아진다. The solid phase contains much less water soluble salt, less protein, less fat and less cellulose than the plant residue that was the starting material for hydrolysis. Also, the mucus content decreases. The solid phase consists of fibers that are substantially water soluble, i.e., generally not well digested. In the case of a relatively tasteless, cocoa shell, a brown solid phase can be used as dietary fiber. The solid phase is actually no longer gelled and exhibits improved grinding properties. Since the base material responsible for spontaneous decay and oxidation is degraded in advance in the process according to the invention, the productivity is increased.
또한 농약 및 미오톡신과 같은 유해 물질은 발효에 의해 상당히 감소할 수 있다. 단계(ii)에서 산성 매질이 형성되기 때문에, 중금속도 더 양호하게 용해되고 세척될 수 있다. In addition, harmful substances such as pesticides and myotoxins can be significantly reduced by fermentation. Since the acidic medium is formed in step (ii), heavy metals can also be dissolved and washed more satisfactorily.
영양소가 첨가됨으로써 가수 분해 및 후속하는 수용성 성분들의 분리에 의해 500:15:5:3의 다량 영양소의 비(C:N:P:S, 즉 탄소, 질소, 인 및 황의 양비(quantity ratio))가 형성될 수 있고, C:N의 비는 바람직하게 10 내지 45이다.N: P: S, that is, a quantity ratio of carbon, nitrogen, phosphorus, and sulfur, of 500: 15: 5: 3 by hydrolysis and subsequent separation of water- Can be formed, and the ratio of C: N is preferably 10 to 45.
바람직하게 가수 분해 및/또는 발효를 위해 용매 중의, 특히 물 중의 식물 잔여물의 현탁액이 제조되고, 상기 현탁액은 특히 40 중량%에 이르는 건물량을 포함한다. Preferably for the hydrolysis and / or fermentation a suspension of the plant residue in a solvent, in particular in water, is prepared, the suspension comprising in particular a dry matter amount of up to 40% by weight.
가수 분해 및/또는 발효는 바람직하게 폐쇄 가능하고, 템퍼링 가능하고 가압 가능한 탱크에서 이루어진다. 일반적으로 100-300㎥의 현탁액이 탱크에서 처리될 수 있다. Hydrolysis and / or fermentation is preferably done in a closed, temperable and pressurizable tank. Generally a suspension of 100-300 m3 can be treated in the tank.
현탁액은 바람직하게 보통의 교반 속도에서 혼합되므로, 가능한 한 균일한 혼합이 제공된다. 교반은 충분한 물질 교환을 제공하고, 침전을 저지한다. 가수 분해 및/또는 발효 공정 시간이 길수록, 교반 속도는 더 작아질 수 있다. 공정이 신속하게 이루어질수록, 교반 속도는 더 높아져야 한다. The suspension is preferably mixed at a normal stirring rate, so as to provide a homogeneous mixing as much as possible. Stirring provides sufficient material exchange and prevents precipitation. The longer the hydrolysis and / or fermentation process time, the smaller the stirring speed can be. The faster the process is carried out, the higher the stirring speed.
가수 분해 및/또는 발효는 적절한 온도- 및 압력 조건에 의해 촉진된다. 바람직하게 가수 분해 및/또는 발효는 탱크에서 25 내지 40 ℃에서, 특히 30 내지 38 ℃ 및 주위 압력에서 실시된다.Hydrolysis and / or fermentation is promoted by appropriate temperature and pressure conditions. Preferably the hydrolysis and / or fermentation is carried out in a tank at 25 to 40 DEG C, especially at 30 to 38 DEG C and ambient pressure.
대안으로서, 가수 분해, 특히 발효는 45 내지 60 ℃, 특히 50 내지 55 ℃ 및 주위 압력에서 이루어진다. Alternatively, hydrolysis, in particular fermentation, takes place at 45 to 60 DEG C, especially at 50 to 55 DEG C and ambient pressure.
가수 분해 및/또는 발효는 일반적으로 7일, 바람직하게는 5일, 더 바람직하게는 1-2일, 특히 적어도 3시간의 지속시간을 필요로 한다. Hydrolysis and / or fermentation generally requires a duration of 7 days, preferably 5 days, more preferably 1-2 days, in particular at least 3 hours.
가수 분해 및/또는 발효는 또한 효소, 특히 리파아제, 아밀라제 및 프로테아제와 같은 가수 분해 효소의 첨가에 의해 촉진된다. 효소는 특히 바이오분자, 즉 구성 요소들로 분해되는 당류(saccharide), 단백질 및 지방의 촉매 가수 분해를 제공한다.Hydrolysis and / or fermentation is also facilitated by the addition of enzymes, in particular hydrolytic enzymes such as lipases, amylases and proteases. Enzymes in particular provide catalytic hydrolysis of biomolecules, saccharides, proteins and fats, which are broken down into constituents.
따라서 바람직하게 가수 분해 및/또는 발효는 효소에 의해 실시된다. Therefore, hydrolysis and / or fermentation is preferably carried out by enzymes.
대부분의 가수 분해 및/또는 발효는, 산성 또는 염기성 매질에서 반응이 이루어지는 경우에 더 효과적으로 그리고 더 신속하게 진행된다. Most hydrolysis and / or fermentation proceeds more efficiently and more rapidly when the reaction takes place in an acidic or basic medium.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서 가수 분해 및/또는 발효는 산, 특히 유기산, 예컨대 아세트산 또는 포름산 또는 염기, 특히 인산염 완충액, 탄산염 완충액, NaOH 또는 KOH의 첨가하에 이루어진다. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the hydrolysis and / or fermentation takes place in the presence of an acid, especially an organic acid such as acetic acid or formic acid or a base, especially a phosphate buffer, a carbonate buffer, NaOH or KOH.
이 경우 특히 pH-값은 3.0 내지 6.5, 바람직하게는 3.5 내지 5.5 로 조절된다. In this case, the pH-value is particularly adjusted to 3.0 to 6.5, preferably 3.5 to 5.5.
일반적으로 가수 분해 및/또는 발효 동안 pH-값은 약 7에서 거의 3.5로 감소한다. In general, the pH-value decreases from about 7 to about 3.5 during hydrolysis and / or fermentation.
가수 분해 및/또는 발효는 미생물의 작용하에서도 진행될 수 있다. 이를 위해 한편으로는 가수 분해될 물질의 기존의 식물군이 이용되거나, 의도대로 가수 분해할 수 있는 미생물이 첨가될 수 있다. 바람직하게 본 발명에 따른 방법에서 가수 분해를 위해 미생물, 특히 접종물(inoculum)이 특히 1/10000, 바람직하게는 1/1000(박테리아 용액 대 현탁액)의 양으로 첨가된다. Hydrolysis and / or fermentation can also proceed under the action of microorganisms. For this purpose, existing plants of the substance to be hydrolyzed may be used, or microorganisms capable of hydrolysis may be added as intended. Preferably for the hydrolysis in the process according to the invention the microorganism, in particular the inoculum, is added in an amount of in particular 1/10000, preferably 1/1000 (bacterial solution to suspension).
공정 생성물의 일부, 특히 액상의 일부는 다른 출발 물질의 가공을 위한 접종물로서 이용될 수 있다. Part of the process product, particularly a portion of the liquid phase, can be used as an inoculum for processing of other starting materials.
식품의 제조 시 이용을 위한 고상을 준비하기 위해, 다음 단계에서 바람직하게 고형분은 세척, 멸균 및/또는 건조된다. In order to prepare a solid phase for use in the manufacture of food, the solid is preferably washed, sterilized and / or dried in the next step.
박테리아 제거는 로스터(roaster)에서 이루어지고, 상기 로스터에서 열처리는 동시에 멸균 및 건조를 제공한다. Bacteria removal is done in a roaster, where heat treatment in the roaster simultaneously provides sterilization and drying.
바람직하게 고형분은 추가로 분쇄된다. 이는 세척, 건조 및 박테리아 제거 전에, 건조 전에 또는 심지어 세척 전에 이루어질 수 있다. Preferably the solids are further ground. This can be done before, during and even before washing, drying and bacteria removal.
고형분은 또한 추가로 예를 들어 알칼리화에 의해 착색될 수 있다. The solids can also be further colored, for example by alkalization.
코코아 껍질의 가수 분해 및/또는 발효로부터 얻어지는 고상, 즉 식이섬유가 풍부한 코코아 물질은 초콜릿, 혼합물 및/또는 속재료(예를 들어 다크 초콜릿의 그리고 특히 몰드 초콜릿 및 커버처(couverture)를 위한), 코코아 음료, 막대과자, 초콜릿 스프레드 및 제과류의 제조 시 보충하는데 적합하다. The solid phase obtained from the hydrolysis and / or fermentation of the cocoa shell, i.e. the dietary fiber-rich cocoa material, may be added to the chocolate, mixture and / or ingredients (for example dark chocolate and especially for mold chocolate and couverture) Beverages, bar confections, chocolate spreads, and confectioneries.
메탄 형성에 최적인 7.5의 pH-값에서 셀룰로오스는 거의 분해될 수 없는 것이 공개되어 있다. 따라서 섬유 함유 바이오매스는 일반적으로 먼저 가수 분해되고, 발효되고, 마침내 바이오가스 발효가 시작된다. It is disclosed that cellulose can hardly be decomposed at a pH-value of 7.5, which is optimal for methane formation. Thus, fiber-containing biomass is generally first hydrolyzed, fermented, and finally biogas fermentation begins.
본 발명에 따른 방법에서 형성되는 액상에서 분해될 수 없는 섬유, 특히 셀룰로오스의 대부분이 제거된다. 액상은 대개 메탄을 형성하는 박테리아에 대해 변형 가능한 형태의 성분의 포함한다. 따라서 액상은 바이오가스 생성에 직접 이용될 수 있다. Most of the fibers, particularly cellulose, which can not be decomposed in the liquid phase formed in the process according to the invention are removed. The liquid phase usually contains a deformable form of the component with respect to the bacteria that form methane. Therefore, the liquid phase can be directly used for biogas production.
바람직하게는 본 발명에 따른 방법은 따라서 다른 처리 단계로서 에너지가 풍부한 액체인 액상이 바이오가스 설비에 전달되는 것을 포함한다. Preferably, the process according to the invention thus comprises the transfer of the liquid phase, which is an enriched liquid, to the biogas plant as another process step.
또한 상기 과제는 식이섬유로서의 전술한 방법의 공정 생성물의 고형분의 용도에 의해 해결된다. The problem is also solved by the use of the solids of the process product of the process as described above as a dietary fiber.
또한 상기 과제는 바이오가스 설비를 위한, 특히 발전을 위한 공급물로서의 전술한 방법의 공정 생성물의 액체분의 용도에 의해 해결된다. This problem is also solved by the use of a liquid fraction of the process product of the above-mentioned process as a feedstock for biogas plants, in particular for power generation.
바이오가스 발생 시 혐기성 조건에서(밀봉 상태에서) 미생물은 탄수화물, 당, 지방 및 단백질 내에 저장된 화학 에너지를 물질 대사를 위해 이용한다. 바이오가스 생성은 4단계로 세분된다:Under anaerobic conditions (in a sealed state) when biogas is generated, microorganisms use chemical energy stored in carbohydrates, sugars, fats and proteins for metabolism. Biogas production is subdivided into four stages:
가수 분해 단계에서 발효 박테리아는 효소를 이용해서 단백질, 지방 및 탄수화물과 같은 고분자 화합물을 더 간단한 성분들(단량체), 예를 들어 아미노산, 글루코오스 및 지방산으로서 분해한다. 이와 관련해서 일반적으로 혐기성 박테리아가 관여한다. Fermentation in the hydrolysis step Bacteria use enzymes to break down polymeric compounds such as proteins, fats and carbohydrates into simpler components (monomers), such as amino acids, glucose and fatty acids. In this regard, anaerobic bacteria are generally involved.
산성화 단계에서 발효 및 산 형성이 이루어진다. 용해된 물질은 발효 박테리아에 의해 유기산들(아세트산, 프로핀산, 부티르산), 저알콜, 알데히드, 수소, 이산화탄소 및 다른 가스, 예를 들어 암모니아 및 황화수소로 분해된다. 이러한 과정은 박테리아의 분해 과정이 고유의 분해 생성물에 의해 중단될 때까지 이루어진다(더 낮은 pH-값). Fermentation and acid formation take place in the acidification step. The dissolved material is decomposed by organic acids (acetic acid, propionic acid, butyric acid), lower alcohols, aldehydes, hydrogen, carbon dioxide and other gases such as ammonia and hydrogen sulphide by fermenting bacteria. This process occurs until the degradation process of the bacteria is stopped by the native degradation product (lower pH-value).
제 3, 소위 초산생성 단계(acetogenic phase)는 발효(산성화)와 메탄 형성 사이의 고리를 형성한다. 이 경우, 성분들은 혐기성 박테리아에 의해 처리되므로, 메탄 생성 박테리아는 상기 성분들을 메탄으로 변환할 수 있다. 반응은 흡열성으로 진행되고, 즉 열이 공급되어야 한다. The third, the so-called acetogenic phase, forms a loop between fermentation (acidification) and methane formation. In this case, the components are treated by the anaerobic bacteria, so that the methanogenic bacteria can convert the components into methane. The reaction proceeds to endothermic, i.e., heat must be supplied.
제 4 단계, 즉 메탄 생성 단계에서 아세트산은 극도의 산소 민감성 메탄 생성 박테리아에 의해 메탄, 이산화탄소 및 물로 분해된다. 물은 응축 동안 바이오가스 혼합물에서 제거된다. In the fourth step, the methanogenesis step, acetic acid is degraded by methane-producing bacteria with extremely oxygen-sensitive methane to methane, carbon dioxide and water. Water is removed from the biogas mixture during condensation.
공개된 메탄 생성 박테리아종의 30%는 수소와 이산화탄소를 그들의 물질 대사에 이용하고, 따라서 먼저 형성된 이산화탄소와 수소의 반응에 의해 낮은 수소 분압을 제공한다. 이러한 수소 분압은, 아세트산 박테리아 스스로 수소를 생성하더라도 아세트산 박테리아의 존재를 위해 필수이다. 이로써 메탄 생성 박테리아와 혐기성 박테리아는 공생한다. Thirty percent of the disclosed methanogenic bacteria species utilize hydrogen and carbon dioxide for their metabolism, thus providing a low hydrogen partial pressure by the reaction of previously formed carbon dioxide with hydrogen. This hydrogen partial pressure is essential for the presence of acetic acid bacteria even if acetic acid bacteria itself produces hydrogen. This causes the methanogenic bacteria and the anaerobic bacteria to co-exist.
발생된 가스는 가스 저장기에서 중간 완충 후에 일반적으로 열발전소에서 전류 및/또는 열 생산에 이용된다. 대안으로서 발생된 가스는 열 공정에서, 예를 들어 로스터의 가열 시 직접 연소를 위해 이용될 수 있다. The generated gas is typically used for current and / or heat production in a thermal power plant after a medium buffer in the gas reservoir. Alternatively, the generated gas may be used in a thermal process, for example, for direct combustion during heating of the roaster.
바이오가스 설비에서 예상되는 가스 수율은 코코아 껍질 톤당, 60% ± 5%의 메탄 농도를 갖는 460 내지 500 표준입방미터(460-500 N㎥/t)이다.The expected gas yield in a biogas plant is 460 to 500 standard cubic meters (460-500 Nm3 / t) with a methane concentration of 60% ± 5% per cocoa shell.
또한 본 발명의 과제는 식품, 특히 에너지 드링크를 위한 기본- 또는 첨가 물질로서의 전술한 방법의 공정 생성물의 액체분의 용도에 의해 해결된다. The problem of the invention is also solved by the use of a liquid fraction of the process product of the abovementioned process as a basic or additive material for foods, in particular energy drinks.
액상은 쉽게 소화될 수 있는 성분들을 포함한다. 액상은 멸균 후에 즉시 식품, 특히 동물용 농축 사료 또는 에너지 드링크를 위한 기본 물질로서 또는 보충재로서 이용될 수 있다. The liquid phase contains ingredients that can be easily digested. The liquid phase can be used immediately after sterilization as a base material for food, in particular for animal concentrate or energy drinks, or as a supplement.
또한 본 발명의 과제는 식물 잔여물, 특히 씨앗류 및 견과류의 껍질, 심지어 특히 코코아 콩의 껍질, 곡물 종자의 껍질, 쌀 잔여물 및 오일 함유 배아 및 견과류의 잔여물을 가공하기 위한, 특히 전술한 방법에 의해 해결되고, 이 경우 식물 잔여물의 적어도 일부로부터 바이오가스 설비에서 바이오가스가 생성되고, 바이오가스의 적어도 일부는 상기 방법으로 가공되는 식물 잔여물이 남게 되는, 제품의 제조 및/또는 가공 시 에너지의 제공을 위해 이용된다. It is also an object of the present invention to provide a process for the processing of plant residues, in particular seeds and shells of nuts, in particular of cocoa bean husks, grain seed husks, rice residues and oil-containing embryos and nuts, In which the biogas is produced from the biogas plant from at least a portion of the plant residue and at least a portion of the biogas remains in the plant residue that is processed in the manner described above, For example.
바람직하게 바이오가스는 열 연소 공정에서, 바람직하게는 로스터에서 직접 이용된다. Preferably, the biogas is used directly in the heat combustion process, preferably in the roaster.
방법의 바람직한 실시예에서 제품의 제조 및/또는 가공 시, 예를 들어 코코아 콩의 로스팅 시 또는 코코아 닙(nibs)의 제조 시 식물 잔여물의 바이오가스에 의해 제공된 에너지 외에 다른 에너지는 공급되지 않는다. In a preferred embodiment of the method, no other energy is supplied during the manufacture and / or processing of the product, for example in the roasting of cocoa beans or in the production of cocoa nibs, other than the energy provided by the biogas of the plant residue.
따라서 상기 방법은 식물 생산물, 특히 코코아 콩의 가공을 위한 독립적인 방법이다. The process is therefore an independent process for the processing of plant products, especially cocoa beans.
본 발명에 따른 방법은, The method according to the invention,
- 생산 장치, 특히 로스터 또는 로스터와 가수 분해 탱크 또는 로스터와 발효 반응기, - production equipment, in particular roasters or roasters, hydrolysis tanks or roasters and fermentation reactors,
- 바이오가스 탱크,- Biogas tanks,
- 식물 잔여물의 적어도 일부를 생산 장치로부터 바이오가스 탱크에 전달할 수 있는 공급 장치 및, A feeder capable of delivering at least a portion of the plant residue from the production unit to the biogas tank,
- 바이오가스 탱크에서 회수된 바이오가스로부터 생산 장치의 작동을 위한 에너지를 얻을 수 있는 바이오가스 이용 장치를 포함하는 설비에서 실시된다. - is carried out in a facility including a biogas utilization device which can obtain energy for the operation of the production device from the biogas recovered from the biogas tank.
선택적으로 바이오가스 탱크에 제공되는 식물 잔여물의 일부를 위한 회수 장치가 생산 장치 내에 제공된다. A recovery device for a portion of the plant residue optionally provided in the biogas tank is provided in the production equipment.
생산 장치와 바이오가스 탱크는 바람직하게 공간적으로 가깝게 나란히 놓이고, 따라서 공급 장치로서 파이프 라인 또는 밴드가 사용될 수 있다. The production apparatus and the biogas tanks are preferably arranged side by side close to each other, so that a pipeline or a band can be used as the feeding apparatus.
바이오가스 이용 장치는 생산 시 어떠한 형태의 에너지를 필요로 하는지에 따라, 예를 들어 발전 장치일 수 있거나 버너(burner)일 수 있다. 바이오가스 이용 장치는 예를 들어 로스터의 부분으로서 버너의 형태로 생산 장치에 통합될 수 있다. The biogas utilization device can be, for example, a power generation device or a burner depending on what type of energy is required in production. The biogas utilization device may be integrated into the production apparatus in the form of, for example, a burner as part of the roaster.
예를 들어 로스터 내에 생기는 식물 잔여물은 먼저, 특히 전술한 바와 같이 가수 분해 탱크에서 가수 분해될 수 있고 또는 발효 반응기에서 발효될 수 있다. 후속해서 바이오가스 탱크에서 액상으로부터 바이오가스가 회수된다. For example, plant residues in the roaster may first be hydrolyzed in a hydrolysis tank, or in particular in a fermentation reactor, as described above. Subsequently, the biogas is recovered from the liquid phase in the biogas tank.
대안으로서 가수 분해 또는 발효 중에 바이오가스가 생성될 수 있고, 상기 바이오가스는 바람직하게 바이오가스 이용 장치에서 사용된다. Alternatively, biogas can be produced during hydrolysis or fermentation, and the biogas is preferably used in a biogas utilization device.
또한 가수 분해 탱크 또는 발효 반응기 및 바이오가스 탱크는 공간 유닛을 형성할 수 있거나 가수 분해 탱크 또는 발효 반응기는 동시에 바이오가스 탱크로서 형성된다. The hydrolysis tank or the fermentation reactor and the biogas tank may also form a space unit, or the hydrolysis tank or the fermentation reactor may simultaneously be formed as a biogas tank.
또한 상기 과제는 특히 전술한 방법에서 식물 잔여물, 특히 씨앗류 및 견과류의 껍질, 심지어 특히 코코아 콩의 껍질, 곡물 종자의 껍질, 쌀 잔여물 및 오일 함유 배아 및 견과류의 잔여물로부터 얻어진 식이섬유에 의해 해결되고, 이 경우 섬유는 5 중량%보다 작은, 특히 2.5 중량%보다 작은 지방 함량을 포함하고 및/또는 6.5보다 큰 수불용성 식이섬유 대 수용성 식이섬유의 중량비를 갖는다. The problem is also solved in particular by dietary fibers obtained from plant residues, in particular from the bark of seeds and nuts, especially from the bark of cocoa beans, from the bark of grain seeds, from the rice residue and from the oil-containing embryos and from the remainder of the nuts Wherein the fibers comprise a fat content of less than 5% by weight, in particular less than 2.5% by weight, and / or have a weight ratio of water insoluble dietary fiber to water soluble dietary fiber of greater than 6.5.
대략 1.5 ± 1 중량%의 지방, 4.5 ± 2.5 중량%의 물, 11 ± 6 중량%의 단백질, 23 ± 7 중량%의 셀룰로오스와 펜토산 및, 8 ± 3 중량%의 회분을 포함하는 코코아 껍질 150 kg을 3 ㎥ 체적의 가수 분해 탱크에서 빗물 500 l에 현탁한다. 어떻게 코코아 껍질이 얻어졌고 얼마나 많은 열매분을 포함하고 있는지에 따라 예를 들어 7 중량%까지 지방 함량은 훨씬 높을 수도 있다. A cocoa shell 150 containing about 1.5 + - 1% fat, 4.5 + 2.5% water, 11 + - 6% protein, 23 + 7% cellulose and pentanoic acid, and 8 + 3% kg is suspended in 500 l of rain water from a hydrolysis tank having a volume of 3 m < 3 >. Depending on how the cocoa shell is obtained and how much fruit it contains, the fat content may be much higher, for example up to 7% by weight.
헌탁액은 대략 25℃ 또는 42℃의 온도에서 유지된다. 혼합은 4시간마다 1분 동안 세게 교반된다. The suspension is maintained at a temperature of approximately 25 캜 or 42 캜. The mixture is agitated for one minute every four hours.
24시간의 배양 시간 후에 고형물과 액체는 다공 박판에 의해 산소가 없는 상태에서 분리되고, 이 경우 액체분은 먼저 3 ㎥ 체적을 갖는 완충제 탱크에 공급된다. After a 24 hour incubation period, the solids and liquid are separated by oxygen-free state by a porous thin plate, in which case the liquid fraction is first fed to a buffer tank having a volume of 3 m < 3 >
고형분은 잔류 함수랑이 12 중량%가 될 때까지 일광에서 건조된다. 이후에 고형물은 저온 살균되고, 5 중량%보다 작은 잔류 함수량을 가질 때까지 건조된다. The solids are dried in the sunlight until the residual solubility is 12% by weight. The solids are then pasteurized and dried until they have a residual water content of less than 5% by weight.
후속해서 입자의 99.5%가 75㎛보다 작은 직경을 갖는 분말 입도로 분쇄된다. Subsequently, 99.5% of the particles are pulverized with a powder particle size having a diameter of less than 75 탆.
고체 최종 생성물은 식이섬유가 풍부한 코코아 물질이다. 이러한 식이섬유가 풍부한 코코아 물질은 특히 초콜릿 혼합물 및 소위 속재료(예를 들어 프랄린(praline)-, 과자류- 및/또는 빵 속재료), 코코아 음료, 초코바, 초콜릿 스프레드 및 제과류의 제조 시 보충을 위해 적합하다. The solid end product is a dietary fiber rich cocoa material. These dietary fiber-rich cocoa materials are particularly suited for replenishment in the manufacture of chocolate mixtures and so-called in-feed materials (e.g. praline-, confection- and / or bread ingredients), cocoa beverages, chocolate bars, chocolate spreads and confectionery Do.
처리에 의해 고형분은 70% 감소하였다. 수불용성 식이섬유 대 수용성 식이섬유의 비는 출발 물질의 경우 대략 5.5이고, 최종 생성물의 경우 19보다 크다. The solid content decreased by 70% by treatment. The ratio of water insoluble dietary fiber to water soluble dietary fiber is about 5.5 for the starting material and greater than 19 for the final product.
액상은 제 3 바이오가스 탱크에 공급되고, 상기 탱크는 40 ㎥ 체적을 갖고, 상기 탱크에 30 ㎥ 의 액체가 제공된다. 과량의 액체는 다시 제 1 탱크에 제공되고, 상기 탱크에 다시 새로운 코코아 껍질이 공급되고, 가수 분해를 시작한다. 이로써 폐 유체 회로가 형성되고, 이는 특히 빗물이 적은 지역의 설비에 바람직하다. 대안으로서 가수 분해를 위해 항상 새로운 빗물이 사용될 수 있다. The liquid phase is supplied to the third biogas tank, which tank has a volume of 40 m 3 and 30 m 3 of liquid is supplied to the tank. Excess liquid is again supplied to the first tank, and the tank is again fed with fresh cocoa shells and begins hydrolysis. This forms a waste fluid circuit, which is particularly desirable for installations in areas with low rainfall. As an alternative, new rainwater can always be used for hydrolysis.
바이오가스 탱크 내부의 온도는 약 38-40℃ 또는 38-42℃이다. 2-5 bar의 바이오가스 압력이 형성된다. The temperature inside the biogas tank is about 38-40 ° C or 38-42 ° C. A biogas pressure of 2-5 bar is formed.
바이오가스 수율은 출발 물질인 코코아 껍질(o DM "유기 고형물")은 톤당, 60%(±5%)의 메탄 농도를 갖는 485 표준입방미터(485 N㎥/t o DM ± 10%)이다. The biogas yield is the starting cocoa shell (o DM "organic solids") is 485 standard cubic meters (485 Nm 3 / t o DM ± 10%) with a methane concentration of 60% (± 5%) per tonne.
바이오가스 수율은, 코코아 껍질 최초량이 생기는 코코아 콩을 위한 로스터를 작동하기에 충분하다.The yield of biogas is sufficient to operate a roaster for the cocoa bean that results in the initial amount of cocoa shell.
Claims (18)
(i) 20 중량% 이상, 특히 30 중량% 이상, 심지어 특히 50 중량% 이상, 심지어 특히 90 중량%의 껍질 함량을 갖는 식물 잔여물을 제공하는 단계 및
(ii) 식물 잔여물의 성분들을 적어도 부분적으로 발효하는 단계, 특히 탄수화물, 당, 지방 및/또는 단백질을 적어도 부분적으로 발효하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. For the production of plant residues, in particular of seeds and nuts, especially of cocoa beans, of grain seed husks, of rice residues and of oil-containing embryos and of nuts, in particular of biogas plants and / Or dietary fiber,
(i) providing a plant residue having a shell content of at least 20% by weight, in particular at least 30% by weight, even more particularly at least 50% by weight and even even at least 90% by weight, and
(ii) at least partially fermenting the components of the plant residue, at least partially fermenting carbohydrates, sugars, fats and / or proteins
≪ / RTI >
(i) 20 중량% 이상, 특히 30 중량% 이상, 심지어 특히 50 중량% 이상, 심지어 특히 90 중량%의 껍질 함량을 포함하는 식물 잔여물을 제공하는 단계 및
(ii) 식물 잔여물의 성분들을 적어도 부분적으로 가수 분해, 특히 발효하는 단계, 특히 탄수화물, 당, 지방 및/또는 단백질을 적어도 부분적으로 가수 분해, 특히 발효하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식물 잔여물, 특히 씨앗류 및 견과류의 껍질, 심지어 특히 코코아 콩의 껍질, 곡물 종자의 껍질, 쌀 잔여물 및 오일 함유 배아 및 견과류의 잔여물을 가공하기 위한, 특히 바이오가스 설비를 위한 출발 물질 및/또는 식이섬유를 생성하기 위한 방법. The method according to claim 1,
(i) providing a plant residue comprising a shell content of at least 20% by weight, in particular at least 30% by weight, even more particularly at least 50% by weight and even even at least 90% by weight, and
(ii) at least partially hydrolyzing, particularly fermenting, the components of the plant residue, at least partially hydrolyzing, in particular fermenting, carbohydrates, sugars, fats and /
For the processing of plant residues, in particular of seeds and nuts, especially of cocoa bean husks, grain seed husks, rice residues and oil-containing embryos and nuts, A method for producing starting materials and / or dietary fiber for a gas plant.
고상의 수불용성 성분들 대 수용성 성분들의 중량비는 식물 잔여물을 기준으로 20% 이상 증가하는 것을 특징으로 하는 방법. The method of any one of claims 1 or 2, wherein the solid fat content during step (ii) is reduced by at least 70% based on the fat content of the plant residue and /
Characterized in that the weight ratio of water-insoluble components to water-soluble components in the solid phase is increased by at least 20% based on the plant residue.
(i) 식물 잔여물의 적어도 일부로부터 바이오가스 설비에서 바이오 가스를 생성하는 단계,
(ii) 적어도 부분적으로 상기 방법으로 가공되는 식물 잔여물이 남게 되는, 제품의 제조 및/또는 가공 시 에너지의 제공을 위해 바이오 가스의 적어도 일부를 이용하는 단계
를 포함하는, 식물 잔여물, 특히 씨앗류 및 견과류의 껍질, 심지어 특히 코코아 콩의 껍질, 곡물 종자의 껍질, 쌀 잔여물 및 오일 함유 배아 및 견과류의 잔여물을 가공하기 위한 방법. 13. The method according to any one of claims 1 to 12,
(i) generating biogas from a biogas plant from at least a portion of plant residues,
(ii) using at least a portion of the biogas for the provision of energy during the manufacture and / or processing of the product, at least partially remaining plant residues being processed in the process
A method for processing plant residues, especially seeds and shells of nuts, even more particularly of cocoa bean husks, grain seed husks, rice residues and oil-containing embryos and nuts.
- 생산 장치, 특히 로스터 또는 로스터와 가수 분해 탱크 또는 로스터와 발효 반응기,
- 바이오가스 탱크,
- 식물 잔여물의 적어도 일부를 생산 장치로부터 바이오가스 탱크로 전달하는 공급 장치 및,
- 바이오가스 탱크에서 회수된 바이오가스로부터 생산 장치의 작동을 위한 에너지를 얻을 수 있는 바이오가스 이용 장치
를 포함하는 설비. 18. The plant of claim 16 for the treatment of plant residues, in particular of seeds and nuts, especially of cocoa bean husks, grain seed husks, rice residues and oil-containing embryos and nuts residues,
- production equipment, in particular roasters or roasters, hydrolysis tanks or roasters and fermentation reactors,
- Biogas tanks,
A feeding device for delivering at least a portion of the plant residue from the production unit to the biogas tank,
- a biogas utilization device capable of obtaining energy for operation of the production apparatus from the biogas recovered from the biogas tank
≪ / RTI >
상기 섬유는 5 중량% 미만, 특히 2.5 중량% 미만의 지방 함량을 갖고/갖거나 수불용성 식이섬유 대 수용성 식이섬유의 중량비가 6.5를 초과하는 것을 특징으로 하는 식이섬유.The method according to any one of claims 1 to 12, particularly from plant residues, especially from the bark of seeds and nuts, especially from the bark of cocoa beans, from the bark of grain seeds, from rice residues and from oil-containing embryos and nuts The dietary fiber obtained by the method according to claim 1,
Characterized in that the fiber has a fat content of less than 5% by weight, in particular less than 2.5% by weight, and / or the weight ratio of water-insoluble dietary fiber to water-soluble dietary fiber exceeds 6.5.
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